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目錄
1. 工件工藝性分析 2
2. 工藝方案確定 2
2.1 核算能否采用一次翻邊達到零件要求的高度 2
2.2 計算沖底孔后翻邊高度 3
2.3 計算沖底孔直徑 3
2.4 計算拉深高度 3
2.5 畫出翻邊前的半成品 4
2.6 確定能否一次拉成 4
3. 拉深工序計算 4
3.1 計算毛坯面積 4
3.2 計算第一次拉深時的工序尺寸 5
3.3 畫出第一次拉深的工序 5
3.4 校核能否一次拉成 6
4. 落料模設計 6
4.1 沖裁方式的選擇 6
4.2 排樣 7
4.3 計算總壓力 7
4.4 壓力中心 8
4.5 計算凸凹模刃口尺寸 8
5. 首次拉深模設計 8
5.1 總拉深力 9
5.2 工作部分尺寸的計算 9
6. 二次拉深、沖孔模設計 10
6.1 計算總拉深力 10
6.2 沖孔刃口尺寸計算 11
6.3 工作部分尺寸計算 11
6.4 壓力機的選擇 11
7. 翻邊模設計 11
7.1 翻邊間隙 12
7.2 翻邊力計算 12
8. 修邊 13
9. 成型工序 13
10. 參考文獻 15
設計說明書
工件如圖1-1所示，零件為：180柴油機通風口座子，材料為10鋼，厚度t=1.5mm，中批量生產。
圖1-1 通風口座子
1. 工件工藝性分析
如圖1-1所示工件，為180柴油機通風口座子，材料為10鋼，厚度1.5mm。
工件的尺寸沒有給出公差，屬于自由公差，根據民品的一般要求，選取IT14級，且該工件的外形及孔形狀規(guī)則，所以加工并不困難。
2. 工藝方案確定
由工件的形狀初步確定，該件需由落料、拉深、再拉深、沖底孔、翻邊、修邊等幾道工序才能完成。需要通過計算確定拉深和翻邊次數。
2.1 核算能否采用一次翻邊達到零件要求的高度
根據翻邊一章表7-1取極限翻邊系數Kfmin=0.68。
最大翻遍高度：Hmax=0.5D（1-Kfmin）+0.43r+0.72t =13.48mm
零件第三階段翻邊高度h=21.5mm＞Hmax=13.48mm。
由此可知一次翻邊不能達到零件高度要求，需要采用拉深成三階形階梯件并沖底孔，然后翻邊。
2.2 計算沖底孔后翻邊高度h2（圖1-2）
查表7-1， Kmin=0.68。
拉深凸模圓角半徑取r=2t=3mm。
翻邊所能達到的最大高度：
h2max=0.5D(1-Kfmin)+0.57r
=56/2(1-0.68)+0.57×3=10.67mm
取翻邊高度h2=10mm。
2.3 計算沖底孔直徑d：
d=D+1.14r-2h2
=(56+1.14×4-2×10)mm=39.42mm
實際用φ39mm
2.4計算需用拉深拉出的第三階高度h1，
h1=h-h2+r+t=(21.5-10+3+1.5)mm=16mm
2.5 畫出翻邊前的半成品如圖：
圖1-3 翻邊前半成品
2.6 確定能否一次拉成
用相對高度法
=54.5/57.5=0.95
=0.72%
查表4-18得首次拉深允許的最大相對高度為0.58~0.7。故不能一次拉成，拉深次數為2。
通過以上計算分析，方案確定為：落料，首次拉深，二次拉深沖孔，翻邊，切邊。
3. 拉深工序計算
3.1 計算毛坯面積（圖1-4）
根據體積相等原則，回轉體的體積等于回轉截面的面積S與其重心繞回轉軸所得周長的乘積。
毛坯直徑 D=(8Sr/t)
S:回轉截面面積
r:回轉截面的重心回轉半徑
t:材料厚度
毛坯直徑 D=(8Sr/t)= (8172.408×46.9/1.5)=206mm
相對厚度 =1.5/206×100=0.72
3.2 計算第一次拉深時的工序尺寸
為了計算第一次拉深工序尺寸，需利用等面積法，限第二次拉深后的面積和拉深前參與變形的面積相等，求出第一次拉深工序的直徑和深度。（圖1-5）
回轉截面面積S=76.804mm
回轉截面的重心回轉半徑r=22.2 mm
材料厚度t=1.5mm
毛坯直徑D=(8Sr/t)=95mm
根據=0.72%，
查相應表得第二次拉深系數
因此，第一次應拉成的第二階直徑
為了確保第二次拉深質量，充分發(fā)揮板材在第一次拉深變形中的塑性潛力，實際定為：
按照公式求得：
3.3 校核能否一次拉成
此時工件形狀近似于階梯形，為便于核算，將第二個階梯的直徑假設為φ122mm計算m
m=
=（）/（）=0.59
根據相對厚度0.72，查表4-11得m1=0.53～0.55,因m=0.59＞m所以此階梯形件可一次壓成。
4. 落料模設計
4.1 沖裁方式的選擇
由于被沖材料為鋼板，且料厚為1.5mm，符合固定卸料的要求，因此選擇固定卸料方式，其優(yōu)點是手工送料時人手不易進入危險區(qū)，因此比較安全，固定卸料式的模具結構比較簡單。
4.2 排樣
排樣圖如下
圖2-2 排樣圖
采用直排有廢料排樣方式，按表2-10查得
最小搭邊 a=1mm，a =1.2mm，
條料寬度 B=208.4mm，
進 距 h=207+1=208mm
一個進距的材料利用率：η=×100%
式中A— 一個步距內工件的有效面積（mm）
S— 送料步距（mm）
B— 料寬（mm）
η=×100%=77%
4.3 計算總壓力
①沖裁力 F=Lt=π×206×1.5×335=325037N
②推件力 F=knF=0.05×4×325037=65000N
總沖壓力 F=F+F推=390037N
根據模具所受的總力選擇壓力機類型為：JB23—63壓力機，最大閉合高度400㎜，工作臺尺寸：前后570㎜，左右860㎜；模柄直徑50㎜，深度70㎜。
4.4 壓力中心
由于工件在成型過程中全為完全對稱的形狀，故其壓力中心就是其件的中心位置，所以不用計算。
4.5 計算凸凹模刃口尺寸
表2.12得間隙值 Z=0.21mm Z=0.25mm
表2.17得磨損系數 x=0.5 工件公差△=1.15mm
采用配做法制模，落料只需計算凹模刃口尺寸
D=（207-0.5×1.15）=206.43
凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，保證單邊間隙為Z/2=0.105mm
5. 首次拉深模設計
圖2-1首次拉深工序圖
5.1 總拉深力
根據前面工藝分析的計算結果，相對厚度t/D=0.72%根據表4-3確定要使用壓邊圈。
根據拉深力公式4-29得
F=πd1tσbk1=3.14×158.5×1.5×335×0.45N=112540N
(其中k1見表4-1, k1=0.45)
壓邊力按公式4-47計算，得
F壓=π/4[D2-(d1+2rd)2]Fq
=π/4[2062-(160+2×8)2] ×2.5N=22501.66N
式中，Fq值按表4-4選取為2.5。
總拉深力 F總=F+ F壓=(112540+22501.66)N=135041.66N
根據模具所受的總力選擇壓力機類型為：J23—35壓力機，最大閉合高度280㎜；工作臺尺寸：前后380㎜，左右610㎜；模柄直徑50㎜，深度70㎜。
5.2 工作部分尺寸的計算
該工件要求外形尺寸，因此以凹模為準，間隙取在凸模上。表4-8得凸模與凹模的單邊間隙Z/2=1.1t=1.65mm。
凹模尺寸根據公式得
=(160-0.75×0.5)0+0.1=159.60+0.1mm
取rd=9mm
凸模尺寸根據公式得
=（160-0.75×0.5-0.2×1.65）=156.3mm
其它圓角處的尺寸要經過仔細分析，看該處是以凸模成形還是以凹模成形：是凸模成形者就以凸模為準，間隙取在凹模上；是凹模成形者以凹模為準，間隙取在凸模上。
6. 二次拉深、沖孔模設計
圖4-1工件圖
6.1 計算總拉深力
根據相對厚度，按照公式判斷要使用壓邊圈
按照公式計算得拉深力為：
壓邊力為：
式中的值按相應表選取為
總拉深力：
6.2 沖孔刃口尺寸計算
因此件為沖孔件，故確定沖孔凸模尺寸，配做法確定凹模刃口尺寸
△ =0.62mm，=0.02
dp=（dmin+x△）=（39+0.5×0.62）=39.31
凹模按凸模配做，保證單邊間隙0.105mm
6.3 工作部分尺寸計算
拉深凸凹模的工作尺寸
D=（D-0.75Δ）
D— 拉深件外形尺寸
Δ— 拉深件公差
D=（57.5-0.75×0.74）=56.945
拉深凸模的制作以凹模為基準，并保證按單邊間隙配作。
6.4 壓力機的選擇
J23—80壓力機，
最大閉合高度380㎜
工作臺尺寸：前后540㎜，左右800㎜
模柄直徑60㎜，深度80㎜
7. 翻邊模設計
圖5-1 翻邊工序圖
7.1 翻邊間隙
由于翻邊過程中，工件翻邊凸緣邊部料厚建筑減薄。為了得到豎直翻邊凸緣的直壁，推薦單邊的翻邊間隙再（0.75-0.85）的范圍內選取。故單邊翻邊間隙為 1.2mm
7.2 翻邊力計算
由第一部分計算知底孔直徑d=39.42mm
翻邊凸模采用普通圓柱形凸模，由《沖壓工藝與模具設計》式7-12
F=1.1π（D- d）tσs
F=1.1×3.14×（56-39）×1.5×210=18496.17N
壓力機的選擇 ： 壓力機型號為J23-16，開式雙柱可傾式壓力機
公稱壓力：160kN
滑塊行程：55mm
滑塊行程次數：120次/min
最大閉合高度：220mm
閉合高度調節(jié)量：45mm
滑塊中心線至床身距離：160mm
工作臺尺寸：300mm(前后)450mm(左右)
8. 參考文獻
［1］鐘毓斌.《沖壓工藝與模具設計》.北京：機械工業(yè)出版社，2000.5
［2］郝濱海.《沖壓模具簡明設計手冊》.北京：化學工業(yè)出版社，2009.3
［3］王芳.《冷沖壓模具設計指導》.北京：機械工業(yè)出版社，2002
［4］熊南峰，石其年.《冷沖模具設計》.北京：科學出版社，2007
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